Крупнейшая в мире лесная зона сокращается
Бореальные леса Земли окружают самые северные уголки нашей планеты, к югу от безлесной арктической тундры. Если планета носит арктическую ледяную шапку, то бореальные леса представляют собой рыхлую повязку, обернутую вокруг ее ушей, и охватывают большую часть Аляски, Канады, Скандинавии и Сибири.
Почвы бореального региона уже давно защищают планету от потепления, накапливая огромное количество углерода и не допуская его попадания в атмосферу. Его удаленность исторически защищала леса и водно-болотные угодья от обширного антропогенного воздействия.
Эти две особенности ставят бореальные леса в число наиболее важных экосистем на Земле. Кроме того, эти леса являются домом для многочисленных видов млекопитающих, рыб, растений, насекомых и птиц.
Уже более двух столетий учёные признают, что климат играет ключевую роль в определении географических зон растительных сообществ. Поскольку бореальные леса и почвы сталкиваются с минусовой зимой и коротким летом, эти леса и животные, которые в них живут, смещаются на север по мере повышения температуры.
Однако продвижение бореальных лесов на север было неравномерным и медленным, чем ожидалось. Между тем, их отступление на юг произошло быстрее, чем предсказывали ученые. Как ученые, изучающие северные экосистемы, леса и водно-болотные угодья, мы видим тревожные свидетельства того, что по мере того, как мир нагревается, его самая большая лесная дикая местность, похоже, сокращается.
Биом бореальных лесов, часто известный под своим оригинальным русским названием «тайга», простирается от побережья до побережья на крайнем севере Земли.
Бореальные леса содержат миллиарды деревьев. Большинство из них — это игольчатые, шишковидные хвойные породы, но встречаются и участки широколиственных пород, включая березу, осину и тополь . Они поддерживают миллионы перелетных птиц и таких знаковых млекопитающих, как бурые медведи, лоси и рыси.
Эти деревья и почвы вокруг их корней помогают регулировать климат Земли, отчасти за счет вытягивания углекислого газа из атмосферы, где в противном случае он действовал бы как парниковый газ. Деревья используют этот углерод для роста корней, стволов и листьев, которые в конечном итоге превращаются в богатую углеродом почву после смерти дерева. Значительные изменения в лесах приведут к изменениям глобального климата.
Эти леса нагреваются темпами, значительно превышающими среднемировой показатель. Повышение температуры напрямую влияет на рост и выживание деревьев и, в свою очередь, на их способность накапливать углерод.
Поскольку потепление атмосферы освобождает деревья от ледяной хватки низких температур, взрослые деревья могут отреагировать на это более быстрым ростом. Более мягкие температуры также позволяют молодым саженцам деревьев в самых северных бореальных лесах закрепиться там, где предыдущие условия были слишком суровыми для их укоренения.
В более теплых южных бореальных лесах ситуация совершенно иная. Здесь условия стали слишком теплыми для адаптированных к холоду бореальных деревьев, что замедлило их рост и даже привело к их гибели. С потеплением наступает засуха, а дефицит воды делает деревья более восприимчивыми к заражению насекомыми и пожарам, как это произошло в Канаде в 2023 году и в Сибири в 2019 и 2020 годах .
Если это произойдет в большем масштабе, южные границы бореальных лесов истончатся и деградируют, тем самым отступая дальше на север, где температуры все еще подходят.
Если бореальные леса будут расширяться на север и отступать на юге такими же темпами, они могут медленно следовать за потеплением. Однако наше совместное исследование с использованием спутниковых и полевых данных показывает, что ситуация более сложна.
Спутники имеют неоценимое значение для отслеживания того, как изменились бореальные леса за последние десятилетия и соответствуют ли эти изменения общему сдвигу на север. Исследователи могут использовать спутники для мониторинга годовых изменений характеристик леса, таких как годовой рост деревьев и древесный покров.
Наши недавние исследования с использованием спутниковых данных показали, что рост деревьев и древесный покров увеличились с 2000 по 2019 год на большей части бореального леса. Эти изменения произошли преимущественно в наиболее холодных северных районах. Однако было мало свидетельств того, что леса расширялись за пределы нынешних границ деревьев.
Наши исследования также показали, что рост деревьев и древесный покров часто снижались с 2000 по 2019 год в более теплых южных районах бореальных лесов. В этих регионах более жаркие и засушливые условия часто замедляли рост деревьев или уничтожали отдельные деревья, а лесные пожары и вырубка леса способствовали потере древесного покрова.
Спутниковые данные ясно показывают, что изменение климата затрагивает как северную, так и южную окраину бореального леса. Однако если потеря древесного покрова на юге происходит быстрее, чем его увеличение на севере, то бореальный лес, скорее всего, сократится, а не просто сдвинется на север.
Леса растут, когда отдельные семена деревьев прорастают и растут, но бореальные деревья растут медленно, и им требуются десятилетия, чтобы достичь размеров, видимых из космоса. Для поиска молодых деревьев, присутствие которых может сигнализировать о движении линий деревьев, необходимы данные с земли.
В конце 1970-х годов один из нас (Дэвид Купер) задокументировал, что молодые ели росли на высоте на сотни ярдов выше и в милях к северу от самых высоких деревьев с шишками в хребте Брукс на Аляске. Вернувшись в 2021 году, мы обнаружили, что эти маленькие деревья выросли до нескольких ярдов в высоту и дали шишки. Что еще более важно, сейчас над линией деревьев растет в 10 раз больше молодых елей, чем во время наших первых вылазок в поле.